Al_2O_3泡沫陶瓷的制备及性能研究

采用有机泡沫浸渍法制备Al2O3泡沫陶瓷,通过加入不同含量的硼酸和粘土作为烧结助剂可降低烧结温度。研究表明:烧结助剂的加入降低了陶瓷的气孔率,而陶瓷收缩率、抗弯强度、抗热震性能却得到了较大提高。Al2O3泡沫陶瓷显微结构均匀,具有较好的三维网状结构。     

Al_2O_3增强ZrO_2陶瓷的制备及性能研究

本文采用热分解法制备Al2 O3 微粉、化学共沉淀法制备 (Y ,Ce)—ZrO2 超细粉 ,通过适当工艺制备出ZrO2 /Al2 O3 复合陶瓷。经研究发现 ,添加Al2 O3,可抑制ZrO2 晶粒的长大 ,提高基体的强度和韧性。当Al2 O3 含量达到 30 % (质量分数 )时 ,复合陶瓷的抗弯强度为 986MPa ,断裂韧性为 13 7MPa·m1/ 2 。材料性能的提高可归结为Al2 O3 颗粒的弥散增韧和ZrO2 陶瓷的相变增韧叠加作用的结果     

Al_2O_3–MgAl_2O_4复合多孔陶瓷支撑体的制备及性能

以工业级氧化铝和镁铝尖晶石为原料、石墨为造孔剂,通过干压法制备Al_2O_3–MgAl_2O_4复相多孔陶瓷支撑体。研究了原料配比、烧结温度和造孔剂含量对支撑体孔隙率、力学性能、孔径分布及耐酸碱腐蚀性的影响。结果表明:当Al_2O_3含量为90%(质量分数)、Mg Al_2O_4含量为10%、外加20%石墨时,在1 478℃烧结,制得的支撑体孔隙率为37.6%,抗弯强度为83.11 MPa,优于同等条件制备的Al_2O_3纯相支撑体的力学性能,该复相支撑体分别在80℃、10%的硫酸和氢氧化钠溶液中腐蚀24 h后,剩余抗弯强度为59.69和71.25 MPa,表明添加适量的Mg Al_2O_4,除了可以增加抗弯强度,可以提高其耐碱性能。     

Al_2O_3陶瓷及Al_2O_3基质复合材料的高温蠕变机理

陶瓷材料是很有前途的高温结构材料,在常温下陶瓷材料呈脆性,而在高温时却具有不同程度的蠕变行为。本文阐述了在温度和应力作用下陶瓷材料蠕变行为的机理,并对Al_2O_3陶瓷及Al_2O_3基质复合材料进行了具体讨论。     

颗粒级配对发泡法-凝胶注模制备Al_2O_3多孔陶瓷性能的影响

为了降低Al2O3多孔陶瓷制备过程中的干燥后收缩和烧后收缩,提高成品率,将d50分别为25.1、9.4和1.1μm的粗、中、细Al2O3粉体按粗粉中粉细粉质量比分别为50 40 10、10 40 50和100%全细粉的级配方式制备Al2O3泡沫浆料,研究颗粒级配对浆料黏度、干燥生坯的线收缩、烧后试样的线收缩、烧后试样的热导率等性能的影响。结果表明:颗粒级配可以有效提高固含量,且颗粒级配后的发泡浆料在静置30 min后仍能保持稳定,颗粒级配可以明显降低生坯的干燥线收缩以及烧后线收缩,并能降低热导率,提高了发泡法-凝胶注模工艺制备氧化铝多孔陶瓷的成品率。     

静电纺丝制备Al_2O_3陶瓷纳米纤维

本文采用静电纺丝方法,制备出Al_2O_3陶瓷纳米纤维。做为结构陶瓷,Al_2O_3陶瓷纳米纤维具有潜在的应用价值。     

α-Al_2O_3纤维的制备及其改性Al_2O_3复合陶瓷性能的研究

以尿素和Al(NO3)3·9H_2O为原料,通过水热反应法合成α-Al_2O_3前驱体纤维,研究了合成α-Al_2O_3前驱体纤维的形成机理和微观形貌以及不同α-Al_2O_3纤维含量对Al_2O_3复合陶瓷力学性能的影响。结果表明,α-Al_2O_3前驱体纤维主要由尿素水解产生的NH_4~+,OH~-,HCO_3~-离子和Al3+离子重新反应形成,纤维表面光滑,长度为3～6μm,长径比达到6∶1;经1100℃热处理后,α-Al_2O_3前驱体纤维分解形成α-Al_2O_3纤维,纤维表面由于气体的释放产生了许多小孔,长度稍短为1～5μm,长径比也达到6∶1。α-Al_2O_3纤维掺杂α-Al_2O_3复合陶瓷力学性能表明,当纤维含量为5.0%时,Al_2O_3复合陶瓷材料获得十分优异的综合室温力学性能:显微硬度为1907 HV,断裂韧性和抗弯强度达到5.8 MPa·m1/2和813 MPa。     

Al_2O_3陶瓷生产新技术

一种生产氧化铝瓷的新技术被日本政府工作研究所(Nagoya,Japan)的科研人员攻破。这项技术采用烧成温度低,结构精密,分散度高的Al_2O_3粉末,借助铵盐基CNH_4-Al(OH)_2CO_3]的热分解,然后在真空下平滑地注入多孔的塑料模子里,再在1250℃下烧成,     

注浆法制备Al_2O_3和Al_2O_3/ZrO_2多层复合材料

为了获得接近理论密度的多层复合材料,注浆是很有前途的工艺方法。从测定Al_2O_3和Al_2O_3/ZrO_2(4％体积ZrO_2)料浆的ξ电位和粘度角度出发,确定了用注浆法制备多层复合材料的条件。同时也报道了用扫描电子显微分析获得的微观结构。     

BaNb_2O_6/Al_2O_3复相陶瓷的制备及力学性能

为研究功能材料对结构陶瓷微观结构和力学性能的影响,将铁电相BaNb2O6引入到Al2O3陶瓷中,分别采用无压和热压烧结技术于1350℃制备BaNb2O6/Al2O3复相陶瓷,对其物相组成、微观结构和力学性能进行了研究。结果表明:BaNb2O6与Al2O3经过高温烧结能够稳定共存,BaNb2O6的加入促进了Al2O3陶瓷的烧结。BaNb2O6加入量为10%(体积分数)时,1350℃无压烧结和热压烧结制备的BaNb2O6/Al2O3复相陶瓷的致密度、抗弯强度和断裂韧性分别为94.6%、214MPa、2.28 MPa m1/2和99.3%、332 MPa、3.55MPa m1/2。当裂纹扩展遇到BaNb2O6晶粒时发生穿晶断裂,但在晶粒内部出现裂纹偏转,说明铁电相BaNb2O6晶粒内部的微观结构有助于陶瓷的强韧化。     

低温烧成高纯Al_2O_3多孔陶瓷膜支撑体的制备

为了降低高纯Al2O3(α-Al2O3质量含量≥99%)多孔陶瓷膜支撑体烧成温度,以粒径为30μm的α-Al2O3为原料,分别添加TiO2和TiO2/Cu(NO3)2为烧结助剂,通过干压成型和挤出成型制备片状和管式多孔支撑体。Al2O3-TiO2和Al2O3-TiO2-CuO体系分别在高温下出现的液相低共熔物促进了多孔支撑体的烧结。当氧化铝支撑体中添加0.5%(摩尔分数,下同)TiO2+0.5%Cu(NO3)2后,在1600℃的烧成即可获得机械性能高、渗透性能好和耐酸碱腐蚀性能优异的管式支撑体。在压力为0.1MPa时,支撑体的水渗透通量为12.1m3/(m2·h),弯曲强度为44.5MPa。经过80℃,含10%(质量分数,下同)HNO3的溶液腐蚀800h及80℃,含10%NaOH的溶液1200h后,支撑体的质量损失率分别为1%和0.35%。     

Al_2O_3-SiO_2-ZrO_2陶瓷复合超滤膜的制备

采用溶胶-凝胶法制备出铝溶胶和硅溶胶,再通过一定的比例混合,制备出稳定的复合溶胶。而后对选好的陶瓷管进行镀膜,制备出性能良好的复合超滤膜。通过SEM分析超滤膜表面有均匀的气孔且孔径分布较窄。本文探讨了化学组成对溶胶性能的影响,PVA的加入量、镀膜次数等对成膜质量的影响。     

介孔Al_2O_3的制备与改性及其电化学性能测试

采用自制的BiOI对沉淀溶剂法制备出来的介孔Al_2O_3进行改性,并制成不同配比的复合电极材料。通过X射线衍射(XRD)对材料进行结构表征,采用循环伏安及恒流充放电等方法探究不同电极片的电化学性能。通过空白组与改性组的对比实验,可知加入BiOI改性后,电极片的电化学性能有一定程度的提升,改性后比电容可达171.9 F/g,是单纯介孔Al_2O_3电极的2.14倍;其中改性组Al_2O_3∶BiOI=1∶0.66(质量比)性能较好。     

Nd_2O_3—Al_2O_3系陶瓷色料

稀土元素氧化物,其中包括钕的氧化物,已在玻璃工业中被广泛用来制玻璃色料及其它制品。尽管这方面的研究已有许多报导,但稀土元素的进一步扩大应用研究工作还在积极进行之中。虽然氧化钕的应用早在一八九九年就有所报导,但用钕的化合物制作陶瓷色料的可能性的研究不多。沙捷里也和沙纽乌     

Al_2O_3陶瓷关节的力学性能

从人体实际生理要求出发,选用耐磨性和化学稳定性良好的陶瓷关节显然是合理的。强度是工程陶瓷主要性能;脆性是陶瓷的致命弱点;与具有自全愈能力的活体组织相比,亚临界裂纹扩展则是导至人工关节失效的最危险的倾向。试验表明,Al_2O_3关节(σ_张=336～368MNm~(-2);σ_压≈1120MNm~(-2))具有足以承受活体关节所遭受的力学行为的考验。断口分析表明,力学行为是其显微结构的敏感函数。I-Al_2O_3和Ⅱ-Al_2O_3的伟布尔模数分别为6.5和9.6,这是结构均匀性程度差异的反映。I-Al_2O_3的亚临界裂纹扩展速率指数(亦即,材料抵抗裂纹扩展能力的一种量度)n=60,说明Al_2O_3质人工关节具有在应力腐蚀条件下的裂纹缓慢扩展倾向。这是陶瓷关节最大的弱点。改善陶瓷结构的均匀性有助于性能的提高和植入关节寿命的持续。     

溶胶-凝胶法制备Al_2O_3f/Al_2O_3复合材料及其性能研究

本文采用化学气相渗透法(CVI)在三维氧化铝纤维预制体上沉积热解碳(PyC)界面层,通过溶胶-凝胶法制备氧化铝纤维/PyC/氧化铝基体复合材料和无界面复合材料。通过三点弯曲实验分析其力学性能,扫描电子显微镜观察其断口微观结构。结果表明,当热解碳界面层厚度分别为0.6μm和0.8μm时,复合材料所对应的弯曲强度分别为231.3 MPa和158.2 MPa,与无界面复合材料弯曲强度55.8 MPa相比,力学性能分别提高314.5%和183.5%。通过微观结构分析发现利用热解碳界面可充分发挥连续纤维拨出、界面脱粘和裂纹偏转等增韧机制,实现材料脆韧转变。     

Al_2O_3/TiO_2纳米抗菌剂的制备及性能

以TiC l4、A l2(SO4)3为原料,控制n(A l2O3)/n(TiO2)=0.2,采用液相共沉淀法制备了A l2O3/TiO2纳米抗菌剂,并用DSC-TG、XRD、UV-vis等手段研究了A l2O3复合对TiO2抗菌性能的影响。结果表明,复合A l2O3后,TiO2纳米抗菌剂经900℃煅烧后完全是锐钛矿结构;950~1 050℃为良好的混晶结构,其中,经950℃煅烧后,混晶结构中锐钛矿相质量分数约占77%,平均粒径约20 nm,可见光吸收带边红移显著,光吸收阈值由纯TiO2的380 nm红移至430 nm左右,抗菌性能好,在荧光灯下对大肠杆菌和金黄色葡萄球菌的抑菌圈直径达15mm左右。     

γ－Al_2O_3陶瓷复合膜制备工艺初探

本文用溶胶—凝胶法在多孔陶瓷基膜表面制备复合γ－Ａｌ２Ｏ３膜，用粒径分布仪扫描电镜及孔径分布仪探索了溶胶粒径分布、复合膜的表面形态及孔径分布，测试了复合膜与基膜的水通量及其对大肠菌滤除性能。实验结果表明：复合膜的纯水通量接近基膜的纯水通量，而对大肠菌滤除率达９９．３％。     

ZrO_2增韧Al_2O_3－硼化物陶瓷性能研究

本文对原料配方研制的ＺｒＯ_２增韧Ａｌ_２Ｏ_３－硼化物陶瓷进行性能测试，并进行分析研究，得出了该陶瓷所具有的性能结论。     

Mo/Al_2O_3复合材料的制备及性能研究

针对氧化铝陶瓷和金属钼的特点,为解决氧化铝陶瓷低温脆性大、金属钼高温易氧化和蠕变等问题,通过溶胶凝胶法制备金属陶瓷颗粒,采用放电等离子烧结(SPS)制备了配比不同的Mo/Al_2O_3金属陶瓷复合材料,探究了Mo颗粒含量对Mo/Al_2O_3金属陶瓷性能的影响。结果表明:在1400℃下进行真空放电等离子烧结可得到Mo/Al_2O_3金属陶瓷,且在vol.%Mo=x(x=15,20,25)范围内、组分配比相同的情况下,添加20%Mo可制得综合性能较好的Mo/Al_2O_3金属陶瓷,其密度为5.2g/cm~3、硬度(HV0.5)为12.7、断裂韧性4.24MPa·m~(1/2)。